JP4675578B2 - Imaging device and an imaging apparatus using the same - Google Patents

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JP4675578B2 JP2004141060A JP2004141060A JP4675578B2 JP 4675578 B2 JP4675578 B2 JP 4675578B2 JP 2004141060 A JP2004141060 A JP 2004141060A JP 2004141060 A JP2004141060 A JP 2004141060A JP 4675578 B2 JP4675578 B2 JP 4675578B2
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清 井田
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三郎 岡崎
典文 江上
俊久 渡部
吉郎 瀧口
満 田中
勝玄 長田
正和 難波
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ピーエム技研株式会社
双葉電子工業株式会社
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本発明は、撮像素子及びそれを用いた撮像装置に関し、互いに対向する基板上に形成された光電変換膜と、電界によって電子を引き出す複数の電子放出源を有し構成される撮像素子及びそれを用いた撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus using an imaging device and it includes a photoelectric conversion layer formed on opposing substrates, and imaging device having a plurality of electron emission sources which extract electrons by the electric field and it an imaging device using.

加熱しないで、電界によって電子を引き出す電子放出源が、FED(Field Emission Display)と呼ばれる平面ディスプレイの電子放出源として用いられている。 Without heating, electron emission source extract electrons by the electric field has been used as an electron emission source of a flat display, called FED (Field Emission Display). また、前記電子放出源と光電変換膜とを対向させた撮像装置が例えば特許文献1で提案されている。 Further, the electron emission source and the imaging device are opposed to the photoelectric conversion film has been proposed for example in Patent Document 1. この撮像装置は、複数のSpindt型電子放出源をマトリックス状に配列したアレイと、これに対向する光電変換膜で構成されており、Spindt型電子放出源が形成されたマトリックスアレイから放出された電子群によって光電変換膜に正孔が生成及び蓄積され、この正孔を読み出すことで時系列の映像信号が得られる。 The imaging device includes an array in which a plurality of Spindt-type electron-emitting source in a matrix, which is composed of opposing photoelectric conversion film, the electrons emitted from the matrix array Spindt type electron-emitting source is formed holes are generated and accumulated in the photoelectric conversion layer by the group, the video signal of the time series by reading the hole is obtained.

しかし、Spindt型電子放出源から放出される電子群は一般的にエミッタ先端部から約30度の広がりを持つこと、また、通常の撮像条件では電子群による走査直前の光電変換膜の電位が低いことから、Spindt型電子放出源と光電変換膜との間の真空空間で、Spindt型電子放出源から放出された電子群の広がりがさらに助長される。 However, electron group emitted from the Spindt type electron-emitting source is generally possible with a spread of about 30 degrees from the emitter tip, also lower the potential of the photoelectric conversion layer of the scanning immediately before by the electronic unit in the normal imaging conditions it from a vacuum space between the Spindt type electron-emitting source and the photoelectric conversion layer, the spread of electron group emitted from the Spindt type electron-emitting source is further promoted. その結果、光電変換膜上に投影される電子群の広がりが大きくなり、解像度の低下により画質が劣化するという問題がある。 As a result, the spread of electron group projected on the photoelectric conversion layer is increased, there is a problem that the image quality is deteriorated due to decrease in resolution.

上記の問題を解消するために、例えば、特許文献2に記載されているように、電子放出源と光電変換膜との間に多数の開口を有するメッシュ状のグリッド電極を挿入した撮像装置が知られている。 To solve the above problem, for example, as described in Patent Document 2, the imaging apparatus is known that the insertion of the mesh-like grid electrodes having a plurality of openings between the electron emission source and the photoelectric conversion layer It is. この撮像装置では、グリッド電極に電子放出源に印加される電圧に比べて格段に高い電圧を常時印加することで、電子放出源から放出された電子群が光電変換膜に到達するまでの時間を短縮し、電子放出源と光電変換膜との間の真空空間での電子群の広がりを抑制している。 In this imaging apparatus, by constantly applying a much higher voltage than the voltage applied to the grid electrode to the electron emission source, the time until a group of electrons emitted from the electron emission source from reaching the photoelectric conversion film shortened, thereby suppressing the spreading of the electronic unit at the vacuum space between the electron emission source and the photoelectric conversion layer.

また、FEDにおいても、電子放出源から放出される電子群を電界によって蛍光膜上に集束する方法として、例えば特許文献3や非特許文献1に記載のように、電子放出源を取り囲むように電子放出源と同一の平面上もしくはその上部に絶縁物を介して集束電極を設ける方法が知られている。 Also in FED, as a method for focusing an electron group emitted from the electron emission source on the phosphor film by an electric field, for example as described in Patent Document 3 and Non-Patent Document 1, an electron so as to surround the electron emission source method of providing a focusing electrode via the emission source and the same plane or insulator thereon is known.

この集束電極付電子放出源及び集束電極付電子放出源アレイでは、通常、集束電極に電子放出のために電子放出源や電子放出源アレイに印加される電圧より低い電圧を印加することで、電子放出源から放出された電子群が蛍光膜に至るまでの真空空間での広がりを抑制している。 In the focusing electrode with the electron emission source and an electron emission array with the focusing electrode, typically by applying a voltage lower than the voltage applied to the electron emission source and electron emission array for electron emission to the focusing electrode, the electron electron group emitted from the emitting source is suppressed spreading of vacuum space up to the fluorescent layer.
特開平6−176704号公報 JP-6-176704 discloses 特開2000−48743号 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-48743 特開平10−199400号 Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-199400

複数の電子放出源と光電変換膜とを真空空間を挟んで対向させた撮像素子において、従来の技術では、電子放出源と光電変換膜との間に高い電圧を印加したグリッド電極を挿入することで、電子放出源から放出された電子群が光電変換膜に到達するまでの時間を短縮し、真空空間での電子群の広がりを抑制している。 An image sensor in which a plurality of electron emission sources and the photoelectric conversion layer are opposed across a vacuum space, in the conventional art, the insertion of the grid electrode by applying a high voltage between the electron emission source and the photoelectric conversion layer in, a group of electrons emitted from the electron emission source to reduce the time to reach the photoelectric conversion layer, thereby suppressing spread of electron group in a vacuum space.

しかし、この従来技術では、真空空間での電子群の広がりの原因となる電子放出源から放出された直後の電子群の光電変換膜に平行な方向の速度成分は、電子群が光電変換膜に到達するまでの間に変化しないため、原理上、電子群の真空空間での広がりをある程度許容せざるを得ない。 However, in this prior art, the direction of the velocity component parallel to the photoelectric conversion film of the electron group immediately after being released from the causative electron emission source of the electron group spread in a vacuum space, a photoelectric conversion film electron group because it does not change until it reaches, in principle, allowed to some extent forced to spread in the vacuum space of the electron group. そのため、放出された直後の電子群が大きな広がりを持つSpindt型電子放出源を用いたときには、光電変換膜上に投影される電子群の広がりが画素面積よりも大きくなり、解像度等の画質が劣化するおそれがある。 Therefore, when the electron group immediately after being released using Spindt type electron-emitting source having a large spread, the spread of electron group projected on the photoelectric conversion layer is larger than the pixel area, the image quality such as resolution deterioration there is a risk of.

これを抑制するには、グリッド電極の電極をさらに高める必要があるが、一方でグリッド電極に印加できる電圧の上限はグリッド電極と電子放出源との間の絶縁耐圧で制限される。 To suppress this, it is necessary to further increase the electrode of the grid electrode, whereas the upper limit of the voltage that can be applied to the grid electrodes is limited by the breakdown voltage between the grid electrode and the electron emission source. また、グリッド電極を挿入することで、電子放出源から放出された電子群の一部がグリッド電極に捕獲されるため、光電変換膜に蓄積された正孔を読み出す電子量の減少を招くという問題を生じる。 Further, by inserting a grid electrode, a part of a group of electrons emitted from the electron emission source are captured on the grid electrode, that leads to reduction of the amount of electrons reading the holes accumulated in the photoelectric conversion layer problem cause.

また、従来技術では、電子群の広がりを抑制するための集束電極を設けた電子放出源アレイを作製することができ、このような集束電極付電子放出源アレイの撮像素子への適用も十分に可能である。 Further, in the prior art, it is possible to produce electron emission array having a focusing electrode for suppressing the spread of electronic group, it is also fully applicable to the imaging device of such a focusing electrode with the electron emission array possible it is. しかし、電子放出源アレイ内に集束電極を形成するための面積を確保しなければならず、その結果、アレイ内に電子放出源を形成することのできる面積が小さくなり、アレイから放出される電子量が減少するという問題を生じる。 However, it is necessary to secure the area for forming the focusing electrode to the electron emission source array, as a result, decreases the area capable of forming an electron emission source in the array is released from the array electronic there arises a problem that the amount is reduced.

これに加えて、集束電極付の電子放出源アレイでは、電子放出源から放出された電子群の広がりを抑制するには、通常、集束電極に、電子放出のために電子放出源アレイに印加される電圧より低い電圧が印加されるが、この集束電極に印加される電圧が低くなるほど、すなわち、電子群の広がりを抑制するほど、電子放出源から取り出せる電子量が減少することが知られている。 In addition to this, the electron emission array dated focusing electrode, to suppress the spread of the emitted electrons group from an electron emission source, typically, to the focusing electrode, it is applied to the electron emission array for electron emission that is lower than the voltage of which is applied, as the voltage applied to the focusing electrode becomes low, that is, as to suppress the spread of the electron group, the quantity of electrons that can be extracted from the electron emission sources are known to decrease .

これらのことから、集束電極を設けた電子放出源アレイの撮像装置への適用においては、電子群の真空空間での広がりの抑制と、光電変換膜に蓄積された正孔の読み出しに必要な電子量の確保とは相反事項となる。 For these reasons, in the application to an imaging device of the electron emission array having a focusing electrode, electrons needed and suppression of spread of the vacuum space of the electron group, the reading of the positive holes accumulated in the photoelectric conversion layer the reciprocal matter of the amount of reserved. 特に、画素が小さくなるほど、電子群の広がりの抑制と電子量の確保とを両立させることが難しくなり、電子群の広がりを抑制して高い解像度を得ようとすると、光電変換膜に蓄積された電荷を全て読み出すことができず、残像の発生等を招くという不具合を生じる。 In particular, as the pixel is reduced, it becomes difficult to achieve both securing of suppression and the amount of electrons of electron group spread, in order to obtain a high resolution by suppressing the spread of the electron group, stored in the photoelectric conversion layer It can not be read any charge, results in a problem that leads to occurrence of residual image.

更に、個々の電子放出源もしくは複数の電子放出源をひとつの単位として、これらを取り囲むように集束電極を電子放出源アレイ内の全領域にわたって均一に形成することは難しく、その結果、集束電極の効果が個々の電子放出源または複数の電子放出源毎に異なるという問題を生じる。 Furthermore, as a unit of one individual electron-emitting source or a plurality of electron emission sources uniformly formed it is difficult to the whole area of ​​the electron emission source array focusing electrode so as to surround them, so that the focusing electrode effect occurs individual electron emitter or more problems different that for each electron emission source. さらに、微細・高集積化された電子放出源アレイに、このような集束電極を形成するには、より複雑な作製工程が必要となり、電子放出源アレイの作製歩留まりの低下等を招く。 Furthermore, the electron emission array that is fine and high integration, the formation of such a focusing electrode is more complicated manufacturing process is required, leading to deterioration or the like of the manufacturing yield of the electron emission array.

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、光電変換膜に蓄積された正孔の読み出しに必要な電子量を確保しつつ、電子放出源から放出された電子群の広がりを抑止できる撮像素子及びそれを用いた撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, while securing the amount of electrons required for reading the positive holes accumulated in the photoelectric conversion layer, it can be prevented the spread of emitted electrons group from an electron emission source imaging and to provide a device and an imaging apparatus using the same.

請求項1に記載の発明は、互いに対向する第1の透光性基板及び第2の基板と、前記第1の透光性基板の前記第2の基板に対向する面側に設けられた透光性導電膜及び光電変換膜と、前記第2の基板の前記第1の透光性基板に対向する面側に設けられた複数の電子放出源を有し構成される撮像素子本体部を含む撮像素子において、 The invention of claim 1 includes a first light-transmitting substrate and a second substrate facing each other, permeability provided on the surface side facing the second substrate of the first light-transmitting substrate comprising a light-conductive film and the photoelectric conversion layer, the second of said a plurality of electron emission sources disposed on the opposite side to the first light-transmissive substrate composed of the image pickup device body unit of the substrate in the imaging device,
前記第1の透光性基板及び第2の基板間で前記第1の透光性基板及び第2の基板それぞれに直交する方向の磁界を形成する磁石を備え、 With a magnet that forms a direction of the magnetic field perpendicular to each of the first light-transmitting substrate and the second substrate between the first light-transmitting substrate and the second substrate,
前記磁石は、前記第1の透光性基板を空洞内に収納する円筒型の第1の永久磁石と、 It said magnet includes a first permanent magnet of cylindrical shape for accommodating the first light-transmissive substrate in the cavity,
前記第2の基板の前記第1の透光性基板に対向する面とは逆側に前記第2の基板と対向し、前記第1の永久磁石からの磁力線が端面に垂直に入る円盤形の第2の永久磁石で構成され、 The second opposed to the second substrate on the opposite side of the surface opposed to the first light-transmissive substrate of the substrate, lines of magnetic force from the first permanent magnet is disk-shaped to enter perpendicular to the end face It is composed of a second permanent magnet,
前記第2の永久磁石の直径は、前記撮像素子本体部の有効撮像領域の対角長より長く、かつ前記第1の永久磁石の内径より短く設定されていることにより、 The diameter of the second permanent magnet is longer than the diagonal length of an effective imaging area of ​​the imaging device body unit, and by being set shorter than the inner diameter of said first permanent magnet,
光電変換膜に蓄積された正孔の読み出しに必要な電子量を確保しつつ、電子放出源から放出された電子群の広がりを防止できる。 While ensuring the amount of electrons required for reading the positive holes accumulated in the photoelectric conversion layer can be prevented the spread of electron group emitted from the electron emission source.

請求項2に記載の発明では、 前記第1の永久磁石の中心軸と前記第2の永久磁石の中心軸は一致するとともに、前記撮像素子本体部の前記有効撮像領域の中心点は前記中心軸上に位置し、 In the invention described in claim 2, wherein together with the central axis of the the central axis of the first permanent magnet second permanent magnets coincide, the center point of the effective imaging area of the imaging device body unit is the central axis located at the top,
前記第1の永久磁石の前記中心軸方向における前記第1の透光性基板側の端面をN極又はS極の一方とするとともに、他の端面をN極又はS極の他方とし、 With the end face the first in the central axis direction of the transparent substrate side of the first permanent magnet and one of the N pole or S pole, and the other end face to the other of the N pole or S pole,
前記第2の永久磁石の前記第2の基板と対向する端面を、前記第1の永久磁石の前記他の端面と同極にするとともに、反対側の端面を前記第1の永久磁石の前記第1の透光性基板側の前記端面と同極としたことにより、請求項1の発明を実現できる。 An end face facing the second substrate of the second permanent magnet, while the other end face and the same poles of the first permanent magnet, said end surface opposite said first permanent magnet first by the said end face of the first light-transmissive substrate side and the same polarity can be realized the invention of claim 1.

請求項3に記載の発明では、 前記第1の永久磁石は、前記第1の透光性基板及び第2の基板を収納する真空容器の一部を兼用することにより、請求項1の発明を実現できる。 In the invention described in claim 3, wherein the first permanent magnet, by also serves as a part of the vacuum container for storing the first light-transmitting substrate and the second substrate, the invention of claim 1 realizable.

請求項に記載の発明は、請求項1乃至のいずれか1項に記載の撮像素子を用いて構成したことを特徴とする撮像装置である。 The invention of claim 4 is an imaging apparatus characterized by being configured using the imaging device according to any one of claims 1 to 3.

本発明によれば、光電変換膜に蓄積された正孔の読み出しに必要な電子量を確保しつつ、電子放出源から放出された電子群の広がりを抑止できる。 According to the present invention, while securing the amount of electrons required for reading the positive holes accumulated in the photoelectric conversion layer, it can be prevented the spread of electron group emitted from the electron emission source.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described.

まず、本発明の原理を説明する。 First, to explain the principles of the present invention. 透光性導電膜と電子放出源それぞれがz方向に離間してx−y平面に配置されている場合(図1参照、y軸の向きは紙面の表から裏)、電子放出源からz方向に対し斜めに発射された電子は互いに垂直なx方向、y方向、z方向それぞれの速度成分を持つ。 If each light-transmitting conductive film and the electron emission source is disposed on the x-y plane at a distance from each other in z-direction (see FIG. 1, the back direction of the y-axis from the front of the sheet), the z direction from the electron emission source to electrons emitted obliquely mutually perpendicular x-direction, with a y-direction, z-direction respectively of the velocity components. z方向に平行な磁界があるとき、透光性導電膜に平行な速度成分による電子の運動はローレンツ力によって回転運動をし(z方向の運動にはローレンツ力が働かない)、電子の軌道はz軸を中心とする螺旋状となり、ある時間でx方向とy方向の原点、即ちz軸上に戻る。 When there is a magnetic field parallel to the z-direction, electron motion by parallel velocity component on the transparent conductive film (the Lorentz force does not act on the movement of the z-direction) to the rotational motion by the Lorentz force, the electrons orbit It will spiral around the z axis, back at some time x and y directions of the origin, i.e., on the z axis. このz軸上に戻る時点が透光性導電膜上となるように磁束密度または透光性導電膜と電子放出源の離間距離を調節することによって、電子放出源から斜めに発射された電子は透光性導電膜上に集束される。 By the time the return on the z-axis to adjust the distance between the magnetic flux density or translucent conductive film and the electron emission source so that the light-transmitting conductive film, electrons from the electron emission source emitted obliquely It is focused onto the light-transmitting conductive film.

なお、磁界がz方向に平行でなくなると、z方向の運動にもローレンツ力が働くため、電子放出源からz方向に発射された電子でも軌道が螺旋状に歪むため、透光性導電膜及び電子放出源に対してできるだけ垂直に、つまりz軸に平行に磁界を発生させることが必要である。 Incidentally, when the magnetic field is not parallel to the z-direction, since the Lorentz force acts in motion in the z direction, since the track even electrons emitted in the z-direction from the electron emission source is distorted spirally translucent conductive film and as perpendicularly as possible to the electron emission source, i.e. it is necessary to generate a magnetic field parallel to the z-axis.

図1は、本発明の撮像素子の第1実施形態の断面図を示す。 Figure 1 shows a cross-sectional view of a first embodiment of the imaging device of the present invention. 同図中、本撮像素子は、内部に空洞を有する円筒型の永久磁石501と、前記永久磁石501の空洞内に配置される撮像素子本体部とから構成されている。 In the figure, the imaging device includes a permanent magnet 501 of a cylindrical mold having a cavity therein, and a image pickup device body portion disposed in the cavity of the permanent magnet 501.

撮像素子本体部は、真空容器の一部を兼ねる透光性基板101及び基板201と、真空容器301とによって内部が真空に保たれている。 The image pickup device body unit includes a light-transmitting substrate 101 and the substrate 201 also serves as a part of the vacuum vessel, the internal is kept evacuated by a vacuum container 301. 透光性基板101の真空側表面(基板201に対向する面側)には、透光性導電膜102が形成され、更に、光電変換膜103が形成されている。 The vacuum side surface of the transparent substrate 101 (opposed to the substrate 201), the light-transmitting conductive film 102 is formed, further, the photoelectric conversion film 103 is formed. 基板201の真空側表面(透光性基板101に対向する面側)には、カソード電極202と電子源203とゲート電極204及び絶縁層205とからなる電子放出源を複数有する電子放出源アレイが形成されている。 The vacuum side surface of the substrate 201 (opposed to the light-transmissive substrate 101), the electron emission array having a plurality of electron-emitting source comprising the cathode electrode 202 and the electron source 203 and the gate electrode 204 and the insulating layer 205 Metropolitan It is formed. 透光性導電膜102と電子放出源アレイそれぞれはz方向に所定距離だけ離間してx−y平面に配置されている。 Each light-transmitting conductive film 102 and the electron emission array are arranged in the x-y plane at a distance from each other in z-direction by a predetermined distance.

また、光電変換膜103と電子放出源アレイとの離間間隔の中間点は、永久磁石501のz方向の中間点を通るx−y平面上に位置し、かつ、光電変換膜103の有効撮像領域の中心点は永久磁石501の内径の中心軸上に位置し、上記中心軸はx−y平面に垂直に交わるよう、円筒型の永久磁石501の空洞内に撮像素子本体部が収納されて配置されている。 Furthermore, the midpoint of the photoelectric conversion film 103 and the separation distance between the electron emission source array is located on the x-y plane passing through the midpoint of the z direction of the permanent magnet 501, and the effective image pickup area of ​​the photoelectric conversion film 103 the center point is located in the central axis of the inner diameter of the permanent magnet 501, arranged above the central axis so as to intersect perpendicular to the x-y plane, the image pickup device body unit in the cavity of the cylindrical permanent magnet 501 is housed It is.

きらに、図1には示されない、永久磁石501と撮像素子本体部とを保持する機構、及び、永久磁石501から生じる磁力線の外部への漏洩を防止する磁気シールドを備えている。 Kira, not shown in FIG. 1, a mechanism for holding the permanent magnet 501 and the image pickup device body unit, and a magnetic shield to prevent leakage to the outside of the magnetic field lines originating from the permanent magnet 501.

透光性基板101としては、例えば可視光撮像の場合はガラス、紫外光撮像の場合はサファイアや石英ガラス、X線撮像の場合はベリリウム(Be)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ボロンナイトライド(BN)及び酸化アルミ(Al )等の公知の基板材料が撮像する光の波長に応じて用いられる。 As the light-transmitting substrate 101, for example, in the case of visible light imaging glass, in the case of ultraviolet light imaging sapphire or quartz glass, in the case of X-ray imaging beryllium (Be), aluminum (Al), titanium (Ti), boron nitride (BN) and the known substrate material such as aluminum oxide (Al 2 O 3) is used according to the wavelength of light for imaging. 前記透光性基板101上に真空蒸着法やスパッタリング法等により形成される透光性導電膜102としては、例えば酸化錫(SnO )膜やITO膜またはアルミニウム等の金属薄膜が用いられる。 As the translucent conductive film 102 formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like on the transparent substrate 101, for example, tin oxide (SnO 2) is a metal thin film such as film or ITO film or aluminum used.

また、前記透光性導電膜103上に真空蒸着法等により形成される光電変換膜103としては、従来から知られている酸化鉛(PbO)、三硫化アンチモン(Sb )、セレン(Se)、シリコン(Si)、カドミウム(Cd)、カドミウムセレン(CdSe)亜鉛(Zn)、ヒ素(As)、テルル(Te)等からなる半導体材料が用いられるが、なかでも非晶質Seを主体とする半導体材料を用いて高電界を印加した場合には、膜内で光生成電荷のアバランシェ増倍を生じさせて感度を飛躍的に高めることができる。 As the photoelectric conversion layer 103 formed by vacuum deposition or the like on the transparent conductive film 103, lead oxide has been known (PbO), antimony trisulfide (Sb 2 S 3), selenium ( Se), silicon (Si), cadmium (Cd), cadmium selenide (CdSe), zinc (Zn), arsenic (As), but the semiconductor material is used consisting of tellurium (Te) or the like, mainly among others amorphous Se and the case of applying a high electric field using a semiconductor material that can be enhanced by causing avalanche multiplication of photogenerated charge sensitivity dramatically within the membrane.

電子放出源アレイとしては、高融点金属を堆積して作られるSpindt型電子放出源や、シリコンをエッチングして作られるシリコンコーン型電子放出源やシリコンを陽極酸化してポーラス状にすることで作られる平面型電子源等、公知の電子放出源からなるアレイが用いられる。 The electron emission array, created by the high melting point and Spindt-type electron emission source metal is made by deposition, porous silicon cone type electron emission source and the silicon produced by etching the silicon by anodizing planar electron source or the like that is, an array of known electron emission source is used.

また、電子放出源アレイには1次元のアレイと2次元のマトリックスアレイとがあるが、本撮像素子には、どちらのアレイも適用することができる。 Also, although the electron emission source array has a one-dimensional array and a two-dimensional matrix array, in the imaging device it can be applied either array. 本実施形態では、電子放出源アレイとして、2次元のSpindt型電子放出源マトリックスアレイを用いた例を示す。 In the present embodiment, as an electron emission source array, an example of using a two-dimensional Spindt type electron-emitting source matrix array.

図2は、Spindt型電子放出源マトリックスアレイの部分拡大斜視図を示す。 Figure 2 shows a partially enlarged perspective view of a Spindt-type electron emission source matrix array. 同図中、Spindt型電子放出源マトリックスアレイでは、ガラス、シリコン、石英、セラミックス、樹脂等からなる基板201上にカソード電極202、絶縁層205及びゲート電極204が形成される。 In the figure, the Spindt-type electron emission source matrix array, glass, silicon, quartz, ceramics, a cathode electrode 202 on a substrate 201 made of resin or the like, the insulating layer 205 and the gate electrode 204 is formed. カソード電極202はy方向に延在し、ゲート電極204はこれと直交するx方向に延在し、X−Yマトリクスを構成している。 The cathode electrode 202 extends in the y-direction, the gate electrode 204 extends in the x-direction orthogonal thereto, constitute the X-Y matrix.

カソード電極202とゲート電極204が交差して区画される領域を画素と呼び、各画素内のゲート電極204には絶縁層205を貫通し、カソード電極202の表面に達する細孔が形成され、この細孔内にカソード電極202から突出したコーン状電子源203が設けられている。 A region where the cathode electrode 202 and the gate electrode 204 is partitioned to intersect is called a pixel, the gate electrode 204 in each pixel through the insulating layer 205, pores reach the surface of the cathode electrode 202 is formed, the conical electron source 203 protruding from the cathode electrode 202 is provided in the pores. 電子源203は、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)、タングステン(W)等の高融点金属で作製され、通常、1つの画素内には、複数(図2では、3×3)の細孔及び電子源203が設けられている。 Electron source 203, molybdenum (Mo), made with niobium (Nb), a refractory metal such as tungsten (W), normally, in the single pixel, the pores of a plurality (in FIG. 2, 3 × 3) and an electron source 203 is provided.

また、図示はしないが、各画素内には、電子源203から放出される電子量の時間変動を抑制すること等を目的に保護抵抗層や電流制限トランジスタ等が形成される場合がある。 Further, although not shown, in the respective pixels, there is a case where the protection resistor layer and the current limiting transistor or the like for the purpose of such suppressing time variation in the amount of electrons emitted from the electron source 203 is formed.

撮像素子本体部では、光は透光性基板101及び透光性導電膜102を透過し、光電変換膜103に到達する。 The image pickup device body unit, the light is transmitted through the light-transmitting substrate 101 and the transparent conductive film 102, and reaches the photoelectric conversion film 103. 透光性導電膜102に信号ピン104を介して電子源203に印加される電圧より高い電圧が印加されると、光によって光電変換膜103内に生じた電子・正孔対の内、正孔は光電変換膜103のSpindt型電子放出源マトリックスアレイ側に移動し、そこに蓄積される。 When a voltage higher than the voltage applied to the electron source 203 through the signal pins 104 on the transparent conductive film 102 is applied, of the electron-hole pairs generated in the photoelectric conversion film 103 by light, holes moves to Spindt-type electron emission source matrix array side of the photoelectric conversion film 103, is accumulated therein.

一方、Spindt型電子放出源マトリックスアレイのカソード電極202及びゲート電極204にはパルス電圧が印加され、これにより、順次選択された画素内の電子源203から電子群が放出される。 On the other hand, the pulse voltage is applied to the cathode electrode 202 and the gate electrode 204 of the Spindt type electron-emitting source matrix array, thereby, the electron group emitted from the electron source 203 sequentially selected within the pixel. この電子群が光電変換膜103に蓄積された正孔と再結合する際に、信号ピン104を介して外部回路に流れる電流を出力として取り出すことで、入射光像に対応した映像信号を得ることができる。 When the electron group is recombined with holes accumulated in the photoelectric conversion film 103, by extracting the current flowing through the external circuit via the signal pin 104 as the output, obtaining a video signal corresponding to the incident optical image can.

永久磁石501には、酸化鉄(Fe )−ストロンチウム(Sr)−バリウム(Ba)等からなるストロンチウム系フェライト磁石、酸化鉄−酸化ストロンチウム(SrO)−バリウム−コバルト(Co)−ランタン(La)等からなるランタンコバルト系フェライト磁石、マンガン(Mn)−アルミニウム−カーボン(C)等からなるマンガンアルミニウムカーボン磁石、鉄(Fe)−クロム(Cr)−コバルト等からなる鉄クロムコバルト磁石、サマリウム(Sm)−コバルト等からなるサマリウムコバルト磁石、ネオジウム(Ne)−鉄−ホウ素(B)等からなるネオジウム系磁石、鉄−ニッケル(Ni)−コバルト−アルミニウムや鉄−ニッケル−コバルト−アルミニウム−チタンや鉄−ニッケル−コバルト−アルミニウム− The permanent magnet 501, iron oxide (Fe 2 O 3) - strontium (Sr) - strontium ferrite magnets consisting of barium (Ba) and the like, iron oxide - strontium oxide (SrO) - Barium - cobalt (Co) - lanthanum ( lanthanum cobalt ferrite magnets formed of la) and the like, manganese (Mn) - aluminum - carbon (C), manganese aluminum carbon magnet made of such as iron (Fe) - chromium (Cr) - iron chromium cobalt magnet made of cobalt, samarium (Sm) - cobalt samarium-cobalt magnet made of neodymium (Ne) - iron - neodymium magnet, iron consisting of boron (B) or the like - nickel (Ni) - cobalt - aluminum and iron - nickel - cobalt - aluminum - titanium and iron - nickel - cobalt - aluminum - 銅(Cu)等からなるアルニコ磁石、バリウム−酸化鉄−酸素(O)等からなるバリウム磁石、上記の磁石材料の粉体を、塩化ビニール、塩素化ポリエチレンゴム、エラストマー、ニトリルゴム、ナイロン、PPS樹脂、エポキシ樹脂等に混ぜ合わせたボンド磁石等の公知の永久磁石が用いられる。 Alnico magnet made of copper (Cu) or the like, barium - iron oxide - oxygen (O) Barium magnet made of such a powder of the magnet material, vinyl chloride, chlorinated polyethylene rubbers, elastomers, nitrile rubbers, nylon, PPS resins, known permanent magnets bonded magnet or the like mixed into the epoxy resin or the like is used.

図1には、永久磁石501の端面502をN極、端面502に対向する端面503をS極とした例を示しているが、端面502をS極、端面503をN極としてもよい。 FIG. 1, the N-pole end face 502 of the permanent magnets 501, but the end face 503 facing the end surface 502 shows an example in which the S pole, S pole end surface 502, the end surface 503 may be the N pole. 永久磁石501のN極である端面502から出発した磁力線の内、永久磁石501の空洞内に向かう磁力線601は、磁石501の空洞のz方向の中間点を横切るx−y平面を垂直に通過した後、S極である端面503に入る。 Of the magnetic field lines starting from the end face 502 a N pole of the permanent magnet 501, the magnetic field lines 601 toward the cavity of the permanent magnet 501, passes through the the x-y plane transverse to the midpoint of the z-direction of the cavity of the magnet 501 vertically after, entering the end face 503 is an S pole.

このため、Spindt型電子放出源マトリックスアレイから放出された電子群が走行する真空空間401において、z方向にほぼ平行な磁界を形成することができる。 Therefore, in the vacuum space 401 electron group emitted from the Spindt type electron-emitting source matrix array is traveling, it is possible to form a substantially magnetic field parallel to the z-direction. 前記真空空間401に形成される磁界の強度は永久磁石501の材質、形状、配置等によって制御できるため、この磁界強度を調整することで、電子源203から放出された電子群の真空空間401での広がりを抑制して、電子群を光電変換膜103上に収束させて結像させることができる。 The material of the vacuum intensity of the magnetic field formed in the space 401 is a permanent magnet 501, the shape, can be controlled by the arrangement, etc., by adjusting the magnetic field strength, in the vacuum space 401 of group of electrons emitted from the electron source 203 spread suppressing of, converges the electron group on the photoelectric conversion film 103 can be imaged.

また、磁界の有無による電子源203の電子放出特性には差異はなく、永久磁石501を適用しても、永久磁石501がない場合と同等な放出電子量を得ることができる。 Also, no difference in the electron emission characteristic of the electron source 203 with and without the magnetic field, applying the permanent magnet 501, it is possible to obtain the same amount of emitted electrons and if there is no permanent magnet 501. 一方、永久磁石501の代りに電磁石を用いることで上記と同様な効果を得ることができる。 On the other hand, it is possible to obtain the same effect as described above by using an electromagnet instead of the permanent magnet 501. しかし、電磁石では消費電力の増加を招くという不具合があるのに対して、永久磁石では消費電力の増加を招くことはない。 However, whereas the electromagnet there is a problem of causing an increase in power consumption, does not lead to increase in power consumption in the permanent magnet.

なお、本実施形態では、永久磁石501に近づくほど、空洞内に形成される磁界の強度は急激に増すため、永久磁石501の内径及び外径を有効撮像領域より十分に広くすることで、電子群が走行する真空空間401における磁界強度の一様性を高めることができる。 In the present embodiment, the closer to the permanent magnet 501, because the intensity of the magnetic field formed in the cavity increases rapidly, by sufficiently wider than the effective image pickup area of ​​the inner and outer diameters of the permanent magnet 501, the electronic it is possible to improve the uniformity of the magnetic field strength in the vacuum space 401 group travels. また、永久磁石501の円筒のz方向の長さを十分に確保することで、電子群が走行する真空空間401でのz方向以外の磁界成分を減らすことができる。 Further, by sufficiently securing the length in the z direction of the cylindrical permanent magnet 501, it is possible to reduce the magnetic field components other than the z direction in the vacuum space 401 which the electronic unit travels.

図3は、本発明の撮像素子の第2実施形態の断面図を示す。 Figure 3 shows a cross-sectional view of a second embodiment of the imaging device of the present invention. この実施形態では、形状の異なる2つ永久磁石を備える。 In this embodiment, it comprises two permanent magnets having different shapes. 同図中、本撮像素子は、撮像素子本体部の光電変換膜103と平行に、内部に空洞を有する円筒型の永久磁石511が、その空洞内に透光性基板101,透光性導電膜102,光電変換膜103を収納した状態で配置されている。 In the figure, the image pickup device, in parallel with the photoelectric conversion layer 103 of the image pickup device body unit, the permanent magnet 511 of a cylindrical mold having a cavity therein, the light-transmissive substrate 101 on the cavity, a light-transmitting conductive film 102, are disposed in a state of housing the photoelectric conversion film 103.

また、撮像素子本体部の基板201の透光性基板101に対向する面とは逆側(大気側)に、基板201と対向して円盤形の永久磁石521が配置されている。 Further, the surface facing the light-transmissive substrate 101 of the image pickup device body unit of the substrate 201 on the opposite side (atmosphere side), the permanent magnet 521 of the disk-shaped are disposed to face the substrate 201. 永久磁石521の直径は、撮像素子本体部の有効撮像領域の対角長より長く、かつ、永久磁石511の内径より短く設定されている。 The diameter of the permanent magnet 521 is longer than the diagonal length of an effective image pickup area of ​​the image pickup device body unit, and is set shorter than the inner diameter of the permanent magnet 511. また、永久磁石511の内径の中心軸と永久磁石521の中心軸が一致し、撮像素子本体部の有効撮像領域の中心点は上記中心軸上に位置し、かつ、上記中心軸はx−y平面に垂直に交わるよう、永久磁石511と撮像素子本体部及び永久磁石521が配置されている。 The center axis coincides the center axis and the permanent magnet 521 of the inner diameter of the permanent magnet 511, the center point of the effective image pickup area of ​​the image pickup device body unit is located on said central axis and said central axis x-y as intersecting perpendicularly to the plane, the permanent magnet 511 and the image pickup device body unit and the permanent magnets 521 are arranged.

また、図3には示さないが、永久磁石511及び永久磁石521と撮像素子本体部とを保持する機構、及び、永久磁石511及び永久磁石521から生じる磁力線の外部への漏洩を防止する磁気シールドを備えている。 The magnetic shield is not shown in FIG. 3, for preventing mechanism for holding the permanent magnet 511 and the permanent magnet 521 and the image pickup device body unit, and the leakage to the outside of the magnetic field lines originating from the permanent magnet 511 and the permanent magnets 521 It is equipped with a.

本実施形態では、永久磁石511の端面512をN極、端面512に対向する端面513をS極、また、永久磁石521の端面522をS極、端面522に対向する端面523をN極とするが、永久磁石511の端面512をS極、端面512に対向する端面513をN極、また、永久磁石521の端面522をN極、端面522に対向する端面523をS極としてもよい。 In the present embodiment, the N-pole end face 512 of the permanent magnet 511, also S pole, the end surface 513 opposite to the end face 512 and the S pole of the end face 522 of the permanent magnet 521, the end surface 523 opposite to the end face 522 and the N pole There, the S-pole end face 512 of the permanent magnet 511, N-pole end surface 513 opposite to the end surface 512 also, the end face 523 which faces the end face 522 of the permanent magnet 521 N pole, to the end surface 522 may be S-pole.

永久磁石511のN極である端面512から出発した磁力線の内、撮像素子本体部の電子群が走行する真空空間401に向かう磁力線611は、永久磁石511の空洞のz方向の中間点を横切るx−y平面を垂直に通過した後、そのまま直進し、永久磁石521のS極である端面522に入る。 Of the magnetic field lines starting from the end face 512 a N pole of the permanent magnet 511, the magnetic field lines 611 toward the vacuum space 401 electron group of the image pickup device body unit is traveling, x crossing the midpoint of the z-direction of the cavity of the permanent magnets 511 after passing through the -y plane vertically, as it is straight, into the end face 522 is an S pole of the permanent magnet 521.

このため、本撮像素子では、電子群が走行する真空空間401において、z方向にほぼ平行な磁界を形成することができ、高解像度で、かつ、歪みのない画像を得ることができる。 Therefore, in this image sensor is the vacuum space 401 which the electronic unit travels, it is possible to form a substantially magnetic field parallel to the z-direction, high resolution, and it is possible to obtain an image without distortion.

なお、上記本実施形態では、永久磁石511及び永久磁石512を撮像素子本体部の外部に配置しているが、図4に示すように、基板201に貫通孔206を設け、前記基板201のSpindt型電子放出源マトリックスアレイとは反対の方向に真空容器302によって囲まれた真空空間402を形成し、真空空間402内に永久磁石521を配置してもよい。 In the above embodiment, although the permanent magnet 511 and the permanent magnets 512 are arranged outside of the image pickup device body unit, as shown in FIG. 4, a through hole 206 provided on the substrate 201, Spindt of the substrate 201 type electron emission source matrix array to form a vacuum space 402 surrounded by the vacuum chamber 302 in the opposite direction, the permanent magnet 521 may be disposed in the vacuum space 402.

更に、図5に示すように、透光性基板101、基板201、真空容器301、カソード電極202、ゲート電極204、絶縁層205を拡大して、永久磁石511が真空容器301の一部を構成するようにしてもよい。 Furthermore, as shown in FIG. 5, the light-transmissive substrate 101, a substrate 201, a vacuum chamber 301, a cathode electrode 202, the gate electrode 204, an enlarged insulating layer 205, constituting a part permanent magnets 511 of the vacuum container 301 it may be.

なお、永久磁石521を真空内に配置する場合や永久磁石511を真空容器301の一部として用いる場合には、高真空維持の観点から、ボンド磁石以外の永久磁石を用いることが望ましい。 In the case of using the case and the permanent magnet 511 to place the permanent magnet 521 in a vacuum as part of the vacuum container 301, from the viewpoint of high vacuum maintenance, it is desirable to use a permanent magnet other than the bonded magnet.

図6は、本発明の撮像素子の第3実施形態の断面図を示す。 Figure 6 shows a cross-sectional view of a third embodiment of the imaging device of the present invention. この実施形態では、2つの永久磁石を備え、その永久磁石の1つに透光性の永久磁石を用いる。 In this embodiment, it comprises two permanent magnets, using a transparent permanent magnet in one of the permanent magnets. 同図中、本撮像素子は、撮像素子本体部の透光性基板101の基板201に対向する面とは逆側(大気側)に光電変換膜と平行に円盤形の透光性永久磁石531を配置し、また、基板201の透光性基板101に対向する面とは逆側(大気側)に透光性永久磁石531と平行に円盤形の永久磁石541を配置している。 In the figure, the image pickup device, the image pickup device body unit of the light-transmitting translucent permanent magnet 531 opposite the side of the parallel disc-shaped and the photoelectric conversion layer (the atmosphere side) of the surface facing the substrate 201 of the substrate 101 It was placed, also arranged opposite the permanent magnets 541 of the parallel disc-shaped and translucent permanent magnet 531 (atmosphere side) of the surface facing the light-transmissive substrate 101 of the substrate 201.

透光性永久磁石531には、2酸化チタン(TiO )−コバルト等からなる公知の透光性永久磁石が用いられる。 The translucent permanent magnet 531, titanium dioxide (TiO 2) - known translucent permanent magnet made of cobalt or the like is used. また、透光性永久磁石531及び永久磁石541の直径は撮像素子本体部の有効撮像領域の対角長より大きく設定されている。 The diameter of the translucent permanent magnet 531 and the permanent magnet 541 is larger than the diagonal length of an effective imaging region of the imaging device body unit.

本実施形態では、透光性永久磁石531の端面532をS極、端面532に対向する端面533をN極、また、永久磁石541の端面542をS極、端面542に対向する端面543をN極とした例を示しているが、透光性永久磁石531の端面532をN極、端面532に対向する端面533をS極、また、永久磁石541の端面542をN極、端面542に対向する端面543をS極としてもよい。 In this embodiment, the end face 532 S pole of the translucent permanent magnet 531, the N-pole end surface 533 opposite to the end face 532, also the end surfaces 543 opposite the end face 542 of the permanent magnet 541 S pole, to the end face 542 N an example is shown in which the electrode, opposing the end face 532 of the light-transmissive permanent magnet 531 N pole, S pole end surface 533 opposite to the end surface 532 also, the end face 542 of the permanent magnet 541 N pole, the end face 542 the end surface 543 which may be a S pole.

本撮像素子では、透光性永久磁石531のN極である端面533から出発した磁力線は、光電変換膜103に垂直に入射し、そのまま永久磁石541のS極である端面542に入るため、電子群が走行する真空空間に、z方向に平行な磁界を形成することができる。 In this imaging device, the magnetic field lines starting from the end face 533 a N pole of the translucent permanent magnet 531 is incident perpendicular to the photoelectric conversion film 103, for directly entering the end face 542 is an S pole of the permanent magnet 541, the electronic the vacuum space group is traveling, it is possible to form a magnetic field parallel to the z-direction. また、電子群が走行する真空空間401は、透光性永久磁石531及び永久磁石541の外周部分から離れた場所に位置するため、真空空間401には強度が一様な磁界を形成することができる。 A vacuum space 401 in which the electronic unit travels, in order to position away from the outer peripheral portion of the translucent permanent magnet 531 and the permanent magnet 541, the strength in the vacuum space 401 forms a uniform magnetic field it can. さらに、透光性永久磁石531及び永久磁石541が撮像素子本体部に接触して配置されているため、撮像素子及びこれを用いた撮像装置を小型化できる。 Furthermore, since the light-transmitting permanent magnet 531 and the permanent magnet 541 is disposed in contact with the image pickup device body unit, can be miniaturized imaging apparatus using the imaging device and the same.

図7は、本発明の撮像素子の第4実施形態の断面図を示す。 Figure 7 shows a cross-sectional view of a fourth embodiment of the imaging device of the present invention. 同図中、本撮像素子は、撮像素子本体部の透光性基板として透光性永久磁石551を用い、また、Spindt型電子放出源マトリックスアレイが形成される基板として永久磁石561を用いたものである。 In the figure, this image sensor uses a light-transmitting permanent magnet 551 as the translucent substrate of the image pickup device body unit, also, those using a permanent magnet 561 as a substrate Spindt type electron-emitting source matrix array is formed it is.

透光性永久磁石551としては、2酸化チタン−コバルト等からなる透光性永久磁石の絶縁性をより高めたものが用いられ、また、永久磁石561にはストロンチウム系フェライト磁石、ランタンコバルト系フェライト磁石、バリウム磁石等の絶縁性の高い永久磁石が用いられる。 The translucent permanent magnet 551, titanium dioxide - that further enhanced insulation translucent permanent magnet made of cobalt is used, also, strontium ferrite magnets in the permanent magnet 561, a lanthanum cobalt ferrite magnets, permanent magnets are used high insulating properties such as barium magnet.

本実施形態では、前述の第3実施形態と同様に、電子群が走行する真空空間に、z方向に平行で、かつ、強度が一様な磁界を形成することができる。 In the present embodiment, as in the third embodiment described above, the vacuum space of the electron group travel, parallel to the z-direction and strength can be formed a uniform magnetic field. また、透光性永久磁石551及び永久磁石561が撮像素子本体部に組み込まれているため、撮像素子及びこれを適用した撮像装置の大きさを従来と同等にすることができる。 Moreover, since the light-transmitting permanent magnet 551 and the permanent magnet 561 is incorporated in the image pickup device body unit, the size of the imaging device according to the imaging device and which may be equivalent to the prior art.

なお、本実施形態では撮像素子本体部の透光性基板の一部として透光性永久磁石551を用いても良く、Spindt型電子放出源マトリックスアレイが形成される基板の一部として永久磁石561を用いてもよい。 In the present embodiment may be used translucency permanent magnet 551 as a part of the translucent substrate of the image pickup device body unit, the permanent magnet 561 as part of the substrate that Spindt-type electron emission source matrix array is formed it may be used. また、永久磁石561の代わりにSpindt型電子放出源マトリックスアレイを構成するカソード電極202またはゲート電極204のいずれかとして導電性の永久磁石を用いてもよい。 It may also be used either as a conductive permanent magnet of the cathode electrode 202 or the gate electrode 204 constituting the Spindt-type electron emission source matrix array instead of the permanent magnet 561. 更に、永久磁石561、カソード電極202、ゲート電極204の代わりに、絶縁層205として絶縁性の永久磁石を用いてもよい。 Further, the permanent magnet 561, a cathode electrode 202, instead of the gate electrode 204, may be used an insulating permanent magnet as the insulating layer 205.

図8は、本発明の撮像素子を適用した撮像装置の概略構成図を示す。 Figure 8 shows a schematic diagram of the applied imaging apparatus an imaging device of the present invention. 同図中、本撮像装置は、光学レンズ801を通過した光が、光電変換膜に垂直に入射し、かつ、焦点を結ぶように、本発明の撮像素子821を配置している。 In the figure, the imaging device, the light passing through the optical lens 801 is incident perpendicular to the photoelectric conversion layer, and to focus, are arranged imaging device 821 of the present invention. 撮像素子821から出力された信号は信号増幅及び画像処理回路831に供給されて増幅及び画像処理される。 The signal output from the image sensor 821 is amplified and the image processing is supplied to the signal amplification and the image processing circuit 831. 駆動回路832は撮像素子821を動作させるために必要なパルス電圧等を生成して撮像素子821に供給する。 Driving circuit 832 supplies the image pickup device 821 generates a pulse voltage or the like necessary for operating the image sensor 821. 同期回路833は同期信号を生成して、信号増幅及び画像処理回路831及び駆動回路832に供給する。 Synchronization circuit 833 generates a sync signal, and supplies the signal amplification and the image processing circuit 831 and the driving circuit 832.

このように、本願発明では、光電変換膜と電子放出源に垂直な方向に強度が一様な磁界を形成することが可能となり、電子群の真空空間での広がりを抑制でき、電子群を光電変換膜上に収束して結像することができるため、高い解像度を得ることができる。 Thus, in the present invention, the strength in the direction perpendicular to the photoelectric conversion layer and the electron emission source it is possible to form a uniform magnetic field, can be suppressed spread in the vacuum space of the electron group, photoelectric electrons group it is possible to image converge on the converting film, it is possible to obtain a high resolution.

また、電子群の真空空間での広がりの抑制に永久磁石による磁界を利用することで、電子放出源アレイ内に電子放出源を形成するための十分な面積を確保することができるとともに、電子群の集束効果を高めても電子放出源の電子放出特性に影響を及ぼすことなく十分な量の電子を取り出すことができるため、残像の低減とダイナミックレンジの拡大とが可能になる。 In addition, by utilizing a magnetic field generated by the permanent magnet to suppress the spread in the vacuum space of the electron group, it is possible to secure a sufficient area for forming the electron emission source in the electron emission source array, electron group it is possible to take out a sufficient amount of electrons without affecting the electron emission characteristic of the electron emission source may enhance the effect of focusing, allowing the expansion of the reduced dynamic range of the residual image. 更に、電子群の真空空間での広がりの抑制に永久磁石による磁界を利用しているため、消費電力の増加をもたらすことがない。 Furthermore, because it uses the magnetic field generated by the permanent magnet to suppress the spread in the vacuum space of the electron group, it does not result in an increase in power consumption.

なお、永久磁石511が請求項記載の第1の永久磁石に対応し、永久磁石521が第2の永久磁石に対応し、永久磁石541が第3の永久磁石に対応する。 Incidentally, the permanent magnet 511 corresponds to a first permanent magnet of claim, the permanent magnet 521 corresponds to the second permanent magnet, the permanent magnet 541 corresponds to the third permanent magnet.

本発明の撮像素子の第1実施形態の断面図である。 It is a cross-sectional view of a first embodiment of the imaging device of the present invention. Spindt型電子放出源マトリックスアレイの部分拡大斜視図である。 It is a partially enlarged perspective view of a Spindt-type electron emission source matrix array. 本発明の撮像素子の第2実施形態の断面図である。 It is a cross-sectional view of a second embodiment of the imaging device of the present invention. 本発明の撮像素子の第2実施形態の変形例の断面図である。 It is a cross-sectional view of a modification of the second embodiment of the imaging device of the present invention. 本発明の撮像素子の第2実施形態の他の変形例の断面図である。 It is a cross-sectional view of another modification of the second embodiment of the imaging device of the present invention. 本発明の撮像素子の第3実施形態の断面図である。 It is a cross-sectional view of a third embodiment of the imaging device of the present invention. 本発明の撮像素子の第4実施形態の断面図である。 It is a cross-sectional view of a fourth embodiment of the imaging device of the present invention. 本発明の撮像素子を適用した撮像装置の概略構成図である。 Is a schematic diagram showing an imaging apparatus using the imaging element of the present invention.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

101 透光性基板 102 透光性導電膜 103 光電変換膜 104,114 信号ピン 105 貫通孔 201 基板 202 カソード電極 203 電子源 204 ゲート電極 205 絶縁層 301,302 真空容器 401,402 真空空間 501,511,521,541,561 永久磁石 502,512,523,533,543,553,563 端面(N極) 101 light-transmitting substrate 102 translucent conductive film 103 photoelectric conversion film 104 and 114 signal pins 105 through holes 201 substrate 202 a cathode electrode 203 electron source 204 gate electrode 205 insulating layer 301, 302 vacuum chamber 401 vacuum space 501, 511 , 521,541,561 permanent magnet 502,512,523,533,543,553,563 end surface (N pole)
503,513,522,532,542,552,562 端面(S極) 503,513,522,532,542,552,562 end surface (S pole)
531,551 透光性永久磁石 601,611,621,631 磁力線 801 光学レンズ 821 撮像素子 831 信号増幅及び画像処理回路 832 駆動回路 833 同期回路 834 電源 531,551 translucent permanent magnets 601,611,621,631 field lines 801 optical lens 821 imaging element 831 signal amplification and image processing circuit 832 driving circuit 833 synchronizing circuit 834 power supply

Claims (4)

  1. 互いに対向する第1の透光性基板及び第2の基板と、前記第1の透光性基板の前記第2の基板に対向する面側に設けられた透光性導電膜及び光電変換膜と、前記第2の基板の前記第1の透光性基板に対向する面側に設けられた複数の電子放出源を有し構成される撮像素子本体部を含む撮像素子において、 A first light-transmitting substrate and a second substrate facing each other, the first light-transmitting translucent conductive film provided on the opposite side to the second substrate of the substrate and the photoelectric conversion layer and , the imaging device including the second said comprising a plurality of electron emission sources disposed on the opposite side to the first light-transmissive substrate composed of the image pickup device body unit of the substrate,
    前記第1の透光性基板及び第2の基板間で前記第1の透光性基板及び第2の基板それぞれに直交する方向の磁界を形成する磁石を備え、 With a magnet that forms a direction of the magnetic field perpendicular to each of the first light-transmitting substrate and the second substrate between the first light-transmitting substrate and the second substrate,
    前記磁石は、前記第1の透光性基板を空洞内に収納する円筒型の第1の永久磁石と、 It said magnet includes a first permanent magnet of cylindrical shape for accommodating the first light-transmissive substrate in the cavity,
    前記第2の基板の前記第1の透光性基板に対向する面とは逆側に前記第2の基板と対向し、前記第1の永久磁石からの磁力線が端面に垂直に入る円盤形の第2の永久磁石で構成され、 The second opposed to the second substrate on the opposite side of the surface opposed to the first light-transmissive substrate of the substrate, lines of magnetic force from the first permanent magnet is disk-shaped to enter perpendicular to the end face It is composed of a second permanent magnet,
    前記第2の永久磁石の直径は、前記撮像素子本体部の有効撮像領域の対角長より長く、かつ前記第1の永久磁石の内径より短く設定されていることを特徴とする撮像素子。 The diameter of the second permanent magnets, an imaging device, wherein the imaging element larger than the diagonal length of the effective image pickup area of ​​the body portion, and is set to be shorter than the inner diameter of said first permanent magnet.
  2. 前記第1の永久磁石の中心軸と前記第2の永久磁石の中心軸は一致するとともに、前記撮像素子本体部の前記有効撮像領域の中心点は前記中心軸上に位置し、 With the central axis of the central axis of said first permanent magnet and the second permanent magnets coincide, the center point of the effective imaging area of ​​the imaging device body unit is located on the central axis,
    前記第1の永久磁石の前記中心軸方向における前記第1の透光性基板側の端面をN極又はS極の一方とするとともに、他の端面をN極又はS極の他方とし、 With the end face the first in the central axis direction of the transparent substrate side of the first permanent magnet and one of the N pole or S pole, and the other end face to the other of the N pole or S pole,
    前記第2の永久磁石の前記第2の基板と対向する端面を、前記第1の永久磁石の前記他の端面と同極にするとともに、反対側の端面を前記第1の永久磁石の前記第1の透光性基板側の前記端面と同極としたことを特徴とする請求項1記載の撮像素子。 An end face facing the second substrate of the second permanent magnet, while the other end face and the same poles of the first permanent magnet, said end surface opposite said first permanent magnet first imaging device according to claim 1, characterized in that the end face of the first light-transmissive substrate side and the same polarity.
  3. 前記第1の永久磁石は、前記第1の透光性基板及び第2の基板を収納する真空容器の一部を兼用することを特徴とする請求項1または2記載の撮像素子。 Said first permanent magnet, said first light-transmissive substrate and the second image pickup device according to claim 1 or 2, wherein the used also a part of the vacuum vessel for accommodating the substrate.
  4. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像素子を用いて構成したことを特徴とする撮像装置。 Imaging apparatus characterized by being configured using the imaging device according to any one of claims 1 to 3.
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